[发明专利]利用比例因子和帧差测量接触网几何参数的方法及装置

摘要

本发明公开一种利用比例因子和帧差测量接触网几何参数的方法及装置，通过采用基于比例因子的方法对所选择的测量基准进行定标，能够实现在低尺度下进行定标，在实际尺度下通过添加适当的比例因子实现实际尺度下的实时测量；采用帧差的方法，即对有激光的图像帧与无激光的图像帧采集图像，并且进行差值运算、选取适当的阈值对激光光斑进行提取；然后利用计算机视觉中的单应性变换，即将摄像机成像平面上坐标点通过矩阵运算变换到与线激光所形成的检测平面上，摄像机成像平面上的各个点唯一地对应了一组高铁接触网几何参数；由此可以在该检测平面上同时测量导高与拉出值。本发明获取参数的方法简单，引入参数少，极大地降低误差，精确度高。

主权项

1.一种利用比例因子和帧差测量接触网几何参数的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：a.将支架系统置于机车顶部，其中，支架系统上置有线激光器和摄像机，且所述线激光器和摄像机的水平连线与机车行进方向平行，以及所述线激光器发射的线激光形成的平面与机车行进方向垂直；b.选择摄像机和线激光器之间的任意位置作为低尺度，通过低尺度棋盘格标定摄像机在所述低尺度下的单应性变换矩阵；c.计算所述低尺度位置到摄像机的距离与所述线激光器到摄像机的距离之比，作为低尺度与实际尺度的比例因子；d.通过与线激光器连接的继电器，将线激光器控制在开启和关闭两种状态，连续采集带有激光光斑点的图像和不带有激光光斑点的图像；然后采用帧差的方法对带有激光光斑点的图像帧与不带有激光光斑点的图像帧进行差值运算，选取适当的阈值提取激光光斑并获取激光光斑底部在摄像机成像平面上的坐标；e.通过步骤b中标定的摄像机在所述低尺度下的单应性变换矩阵、步骤c中的低尺度与实际尺度的比例因子，求解摄像机在实际尺度下的单应性变换矩阵；根据所获得的实际尺度下的单应性变换矩阵以及上述步骤d所获取的激光光斑底部在摄像机成像平面上的坐标，求得所述光斑在检测平面上的实际物理坐标；f.根据步骤e所求得的光斑的实际物理坐标和参考点的物理坐标，计算出接触网的导高和拉出值。